นักเคมีสร้างสบู่แม่เหล็กได้เป็นครั้งแรก

By: terminus
Writer
on Tue, 24/01/2012 - 16:13

เมื่อก่อนนักเคมีเคยคิดว่าจะลองเอาอะตอมของธาตุเหล็ก (Fe) ใส่เข้าไปในโมเลกุลของสบู่เพื่อสร้างสบู่ที่สามารถใช้แม่เหล็กควบคุมได้ แต่หลายคนก็ตั้งข้อสันนิษฐานว่าคงไม่ได้ผล เพราะอะตอมของเหล็กคงจะกระจายตัวห่างกันเกินกว่าที่จะตอบสนองกับสนามแม่เหล็กได้แรงพอ

แต่ล่าสุดทีมวิจัยที่นำโดย Julian Eastoe แห่ง University of Bristol ได้สังเคราะห์สบู่แม่เหล็กขึ้นมาได้สำเร็จเป็นครั้งแรกของโลก (อย่านึกว่าเป็นสบู่ก้อนๆ ยัดลูกเหล็กลงไปนะครับ ความจริงสบู่ก็คือสารลดแรงตึงผิวที่มี "หัว" เป็นด้านที่ชอบน้ำ และ "หาง" เป็นด้านที่ไม่ชอบน้ำ พอเราเทสบู่ลงน้ำ หางที่ไม่ชอบน้ำก็จะจับกับไขมันและเอาด้านหัวที่ชอบน้ำหันออกจับกับน้ำ เกิดเป็นโครงสร้างกลมๆ ที่เรียกว่า micelle)

สบู่แม่เหล็กนี้เกิดจากการนำเอาธาตุเหล็กเข้าไปร่วมทำปฏิกิริยากระบวนการเกิดสบู่จนสบู่ที่ได้มีเหล็กเป็นส่วนประกอบอยู่ในโมเลกุล นักวิจัยทดสอบเอาสบู่แม่เหล็กที่สังเคราะห์ได้ไปเทใส่ในหลอดทดลองที่มีน้ำกับน้ำมันผสมกัน ผลปรากฏว่าเมื่อเอาแม่เหล็กไปจี้ สบู่ที่ล่องลอยอยู่ในหลอดทดลองก็ถูกแม่เหล็กดูดขึ้นมาได้

ภาพจาก BBC News

เพื่อที่จะตรวจสอบดูว่าเกิดอะไรขึ้นกันแน่ ทำไมอะตอมของเหล็กในสบู่ถึงถูกแม่เหล็กดูดได้อย่างผิดคาดต่างจากที่เคยคิดกัน นักวิจัยจึงตรวจสอบอนุภาคสบู่ในหลอดทดลองด้วยเทคนิคที่เรียกว่า "small angle neutron scattering" (SANS) เครื่องนี้ทำงานอย่างไรไม่ต้องไปสนใจ (เหรอ?!) เอาเป็นว่ามันใช้สำหรับงานตรวจวิเคราะห์อนุภาคที่มีขนาดเล็กมากๆ ระดับ 1 - 1000 นาโนเมตร

นักวิจัยพบว่าความลับของปรากฏการณ์สบู่แม่เหล็กอยู่ที่ตรง micelle นั่นเอง เมื่อโมเลกุลสบู่จับตัวกันเป็น micelle อะตอมของธาตุเหล็กจะเข้ามาอยู่ใกล้ชิดกันมากเสมือนว่าเป็นลูกเหล็กนาโนขนาดจิ๋วๆ ก้อนหนึ่งซึ่งสามารถตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กได้มากพอจนถูกแม่เหล็กดูดขึ้นจากหลอดทดลองได้

ความสำเร็จในการสร้างสบู่แม่เหล็กนี้มีประโยชน์อย่างมากในอนาคต โดยเฉพาะการประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาน้ำมันที่รั่วลงทะเล ต่อไปวันหน้าถ้าเกิดน้ำมันรั่วขึ้นมา เราก็แค่เอาสบู่ไปเทให้มันไปจับกับคราบน้ำมัน แล้วใช้แม่เหล็กดึงน้ำมันออกมากำจัดหรือจะเอามาสกัดทำอะไรต่อก็ได้

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.201108010

ที่มา - Science Daily, BBC News

8 Comments

Thaina's picture

ตอนแรกนึกว่ามันจะมีประโยชน์อะไรในการล้างตัว

อ้อ อย่างนี้นี่เอง มันไม่ใช่ให้เอามาล้างตัว

wichate's picture

แล้วถ้าสบู่เฉยๆ ไม่ได้จับกับอะไร มันจะดูได้เหรอครับ

งั้นถ้าเทสบู่ลงทะเลเยอะเกินไป สบู่ที่ไม่ได้จับกับน้ำมัน เราก็ดูดมันกลับมาไม่ได้แล้วดิ อย่างนี้ไม่สร้างความสกปรกให้ทะเลมากขึ้นหรอกเหรอ

TOTEETIME's picture

น้ำมันมันคงย่อยสลายเองตามธรรมชาติได้ยากมั๊ง
ส่วนกรณีให้สบู่จับน้ำมัน อาจจะทำสบู่ที่ย่อยสลายได้เร็ว และเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมไม่มาก

grenadin's picture

ในเนื้อหาตอนแรกๆเค้าบอกนี่ครับ ว่าเอาอะตอมของเหล็กใส่ไปในสบู่ ดังนั้น ถึงเทมากไปก็ต้องดูดกลับมาได้สิครับเพราะ ว่าสร้างสบู่ที่ควบคุมได้

BLiNDiNG's picture

ผมว่าเค้าถามตรงจุดแล้วล่ะครับ

"หลายคนก็ตั้งข้อสันนิษฐานว่าคงไม่ได้ผล เพราะอะตอมของเหล็กคงจะกระจายตัวห่างกันเกินกว่าที่จะตอบสนองกับสนามแม่เหล็กได้แรงพอ
...
...
...
นักวิจัยพบว่าความลับของปรากฏการณ์สบู่แม่เหล็กอยู่ที่ตรง micelle นั่นเอง เมื่อโมเลกุลสบู่จับตัวกันเป็น micelle อะตอมของธาตุเหล็กจะเข้ามาอยู่ใกล้ชิดกันมากเสมือนว่าเป็นลูกเหล็กนาโนขนาดจิ๋วๆ ก้อนหนึ่งซึ่งสามารถตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กได้มากพอจนถูกแม่เหล็กดูดขึ้นจากหลอดทดลองได้"

ผมเดาว่าสบู่มันยังละลายน้ำได้ ถึงแม้จะเหลืออยู่บ้างก็ปลอดภัยกว่าน้ำมันที่ไม่ละลายและจับกันแน่น

terminus's picture

ถ้าไม่ได้จับตัวกันเป็น micelle อาจจะดูดไม่ได้ครับ

แต่พอเอาไปใช้จริง (ถ้าเอาไปใช้จริงนะ) ผมคิดว่าเขาคงเทไม่มากไปหรอก น่าจะค่อยๆ เททีละน้อย พอเหลือคราบน้ำมันกระจุกก็ค่อยใช้วิธีอื่น

หรือถ้าสมมติเทมากเกินไปจริง และมีส่วนเกินเหลือ ผมก็คิดว่ามันน่าจะมีผลเสียน้อยกว่าคราบน้ำมัน เพราะปัญหาของคราบน้ำมันคือมันไม่ละลายน้ำ เกาะกันเป็นกระจุก ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ แต่หากเป็นสบู่ซึ่งละลายน้ำได้ ถึงจะเทมากไป มันก็จะถูกน้ำทะเลเจือจางได้ในเวลาไม่นาน แต่อย่างไรก็ตาม ก็ต้องศึกษาก่อนเอาไปใช้จริงอยู่ดีว่าสบู่ตัวนี้มีพิษต่อสิ่งมีชีวิตมากน้อยเท่าไร

hisoft's picture

โลหะหนักจำนวนมาก น่าจะมีผลเสียนะครับ

The Phantom Thief